大量科學證據表明，灰霾主要是由堿性污染物氨（NH3）與酸性污染物二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）在空氣中發生化學反應，生成硫酸铵和硝酸铵，形成PM2.5凝結核，吸水并結合其他污染物而形成（圖1）。在NH3大量存在的條件下，SO2和NOx形成PM2.5的速度會急劇增加。NH3在灰霾形成中的重要性，引起了全社會的高度關注。基于國家重大科學計劃項目“我國活性氮源及其對空氣質量與氣候變化的影響機理研究”和我們長期“氮素循環與環境影響”的研究結果，提出種植和畜牧養殖氨氣減排措施，供政府灰霾治理決策參考。

圖1 農業氨揮發對PM2.5形成的貢獻

設定農業氨減排目标

中國目前每年大約排放1500萬t的NH3（以純氮計，下同），與酸性物質NOx（700萬~800萬t，以純氮計）和SO2 （900萬~1000萬t，以硫計）排放量（《2015中國環境狀況公報》）的酸當量相當，對灰霾的形成具有重要的貢獻。中國農業源氨排放量占總排放的90%左右，其中種植和牲畜養殖業排放大約各半，牲畜養殖排放略高。

圖2 揮發大量氨氣的農田化肥撒施以及牲畜養殖廢棄物的露天風幹

3）氮肥品種單一，基本都是铵态氮和産铵态氮肥料（如尿素）。铵态氮肥在中國北方堿性土壤上極易以氨的形态揮發到大氣中。與此同時，铵态氮肥在土壤中會氧化成為硝态氮，該氧化過程同時排放大量溫室氣體N2O。改性硝酸铵比尿素的價格高10%~30%，由于其損失低，淨花費并未增加。若施用改性硝态氮肥，既無氨揮發，也不因硝化過程而排放N2O。建議在加強監管的基礎上，在中國北方，特别是華北平原，适當供應改性硝态氮肥，減少铵态氮肥的施用。

制訂規模化畜禽養殖各個環節的操作規程和氨減排措施

中國畜禽養殖每年排洩的畜禽糞便大約1500萬t純氮，約為化學氮肥使用量的1/2。當前畜禽糞便氮素收集還田率大約為50%，其餘大部分直接排放到大氣和水體，成為重要的污染源（圖2）。建議制訂從飼料選擇、畜舍構造、糞尿貯存、處理到田間施用等各個環節的操作規程和氨減排措施，作為規模化畜禽養殖操作和監管的依據。具體包括：

1）推廣應用低蛋白含量的飼料品種。飼料中的碳氮比會顯著影響牲畜糞便中的氮含量，加強對适應中國牲畜種類的低蛋白飼料品種研制和推廣應用，有助于降低單位畜禽産品的氮素排洩量，可以從源頭同時降低向地表水排放的氨氮以及向大氣中排放的氨氣。

2）控制規模化養殖場的氨氣排放。規模化養殖圈舍氨氣排放占牲畜養殖總氨氣排放的10%~30%。采用合理的建築設計可以降低圈舍的氨氣排放，包括建設集中的排洩和糞便收集區域、快速的糞便清除系統、排洩區的溫度控制以及酸性中和物質的使用等措施。建議通過引入合理技術标準規範控制新建養殖場的氨氣排放；對已有的養殖場進行技術改造，安裝現場在線氨濃度監測制備，加大對規模化養殖氨氣排放的治理和監管，切實降低養殖場的氨氣揮發。

3）推行規範化的糞便儲存、堆漚和施用技術。中國目前的牲畜糞便處理傾向于固液分離，堆漚生産有機肥，減少向水體的排放，常忽略向大氣的氨氣排放。建議推廣應用封閉式的糞便貯存、處理和施肥方式，降低糞便儲存、處理和施用環節的氨排放。

上述4個方面建議和措施的實施，不僅可以控制氨排放引起的大氣污染，還可減輕氮素流失導緻的水體富營養化、硝酸鹽淋洗引起的地下水污染、大量施用铵态氮和産铵态氮肥料導緻的土壤酸化、大氣氮沉降增加導緻的生态環境退化，減少施用氮肥和有機肥引起的溫室氣體N2O的排放以及氮肥制造過程中巨大的化石能消耗和碳排放。因此，減少種植和養殖業的氨排放是一舉多得的舉措，也是治理活性氮大氣和水體污染、保證食物生産安全的根本。（責任編輯 王麗娜）

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本文作者：

巨曉棠，谷保靜，蔡祖聰。

作者簡介

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巨曉棠，中國農業大學資源與環境學院，教授；谷保靜，浙江大學公共管理學院，研究員；蔡祖聰，南京師範大學地理科學學院，教授。

注：本文發表在2017年第13期《科技導報》，歡迎關注。

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